Vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý lớp 10 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---NGUYỄN ĐỨC THÁI VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP 10 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-NGUYỄN ĐỨC THÁI

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-NGUYỄN ĐỨC THÁI

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP

10

ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT

VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn: PGS TS TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả, sốliệu nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng công bố trong bất

kỳ công trình khoa học nào khác

Thái Nguyên, tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Thái

Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo, học sinh ở cáctrường thực nghiệm sư phạm- THPT Yên Dũng số 1, sô 3- Yên Dũng- Bắc Giang đãtạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Thái nguyên, tháng năm 2017

Tác giả

Nguyễn Đức Thái

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các biểu đồ, đồ thị, hình, sơ đồ vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phạm vi nghiên cứu 3

7 Phương pháp nghiên cứu 4

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ CHO HỌC SINH THPT

5 1.1 Bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho học sinh THPT 5

1.1.1 Khái niệm về năng lực của HS 5

1.1.2 Khái niệm về năng lực của học sinh trung học phổ thông 7

1.1.3 Các đặc điểm của năng lực 7

1.1.4 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 8

1.1.5 Năng lực giải quyết vấn đề 9

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật lí 12

1.2.1 Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học 12

1.2.2 Nội dung của phương pháp thực nghiệm 13

1.2.3 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông 14

1.3 Thực trạng của việc vân dụng PPTN trong dạy học Vậtlý ở trường phổ thông 19

1.3.1 Thực trạng vân dụng PPTN ở trường phổ thông và việc phát triển năng lực GQVĐ của HS 19

1.3.2 Nguyên nhân và những tồn tại 20

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 21

Chương 2: VÂN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ CHO HỌC SINH THPT KHI DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP 10 22

2.1 Vị trí chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 22

2.1.1 Mục tiêu của chương 22

2.1.2 Nội dung cơ bản của chương: “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 24

2.1.3 Những thuận lợi và khó khăn khi dạy học 25

2.2 Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” sử dụng PPTN nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS 26

2.2.1 Xây dựng chuỗi vấn đề nhận thức/ bộ câu hỏi nhận thức có vấn đề 26

2.2.2 Thiết kế một số tình huống có vấn đề 27

2.2.3 Các thí nghiệm sử dụng khi dạy học chương ‘‘Cân bằng và chuyển động của vật rắn’’ nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS sử dụng PPTN 32

2.3 Vân dụng PPTN trong dạy học chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS 35

2.3.1 Lựa chọn kiến thức và mức độ dạy học phát triển năng lực GQVĐ tương ứng 35

2.3.2 Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức một số bài “Chuyển động của vật rắn” 36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 67

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 68

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 68

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 68

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 68

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 69

3.5 Thời điểm làm thực tập sư phạm 69

3.6 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 69

3.6.1 Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng 69

3.6.2 Các bài thực nghiệm sư phạm 70

3.6.3 Chuẩn bị cơ sở vật chất 71

3.7 Kết quả thực nghiệm sư phạm và xử lý kết quả 71

3.7.1 Mô tả diễn biến các tiết dạy thực nghiệm 71

3.7.2 Xây dựng công cụ đo lường và kết quả thực nghiệm sư phạm 73

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 81

KẾT LUẬN CHUNG 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Mức độ của năng lực giải quyết vấn đề 9

Bảng 2.1: Phân phối chương trình kiến thức 22

Bảng 2.1: Vị trí và mục tiêu của chương: Cân bằng và chuyển động của vật rắn 23

Bảng 2.3 Lựa chọn kiến thức và mức độ dạy học phát triển NLGQVĐ tương ứng 35

Bảng 3.1: Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN và ĐC 70

Bảng 3.2: Thang điểm theo các tiêu chí đánh giá NLGQVĐ 73

Bảng 3.3: Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của nhóm TN 75

Bảng 3.4: Thống kê kết quả bài kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm 76

Bảng 3.5: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm đối chứng và thực nghiệm 79

Hình:

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ

vi i

Hình 2.1 Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

27

Hình 2.2 C â n b ằ n g c ủ a mộ t v ậ t c ó t r ụ c q u ay c ố đ ị n h M o m e n l ự c 28

Hình 2.3 Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định Moomen lực 28

Hình 2.4 Q u y t ắc h ợp l ư c song song cùng ch i ề u 29

Hình 2.5 Con lật đật 29

Hình 2.6 Cân bằng của một vật có mặt chân đế 30

Hình 2.7 Ngẫu lực 31

Hình 2.8 Thí ng h i ệ m 1 32

Hình 2.9 Thí nghiệm 2 32

Hình 2.10 Thí nghiệm 3 33

Hình 2.11 Thí nghiệm 4 33

Hình 2.12 Thí nghiệm 5 34

Hình 2.13 Thí nghiệm 6 34

Sơ đồ: Sơ đồ 1.1 Hoạt động của GV và HS trong dạy học tích cực 11

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương: Cân bằng và chuyển động của vật rắn 25

Sơ đồ 2.2 Logic phát triển nội dung bài học: ‘‘Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai và ba lực không song song’’ 37

Sơ đồ 2.3 Logic phát triển nội dung bài học: ‘‘Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định Momen lực’’ 48

Sơ đồ 2.4 Logic phát triển nội dung bài học: ‘‘Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế’’ 56

Biểu đồ: Biểu đồ 3.1: Biểu đồ phân phối tần số sau thực nghiệm 77

Đồ thị: Đồ thị 3.1: Đồ thị phân phối tần suất sau thực nghiệm 78

Đồ thị 3.2: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy sau thực nghiệm 78

Đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp bách đã được Đảng ta chỉ rõtrong nghị quyết Trung ương (TW) 2 khóa VIII (12/1996), trong văn kiện Đại hộiĐảng toàn quốc lần thứ IX (4/2001) và gần đây nhất là văn kiện Đại hội Đảng toàn

quốc lần thứ XII (1/2016) đã khẳng định: “Đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu,

chương trình, nội dung, phương pháp, hình thức giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển năng lực và phẩm chất của người học”.

Điều 24.2 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thôngphải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm củatừng lớp học, khối học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việctheo nhóm’’

Việc đổi mới phương pháp dạy học phải phù hợp với từng đối tượng conngười và nội dung dạy học Một trong những trọng tâm của đổi mới chương trình vàsách giáo khoa giáo dục phổ thông là tập trung và đổi mới phương pháp dạy học Dạyhọc phải dựa vào hoạt động tích cực, chủ động của học sinh với sự tổ chức và hướngdẫn đúng mực của người thầy giúp HS lĩnh hội kiến thức và hình thành nhân cách.Đặc biệt là hình thành năng lực tư duy sáng tạo, chủ động tiếp cận và giải quyết mọivấn đề trong cuộc sống Do đó dạy học theo định hướng phát triển NLGQVĐ cho họcsinh ở trường trung học phổ thông là một trong những sự lựa chọn cần thiết Vì qua

đó, học sinh vừa lĩnh hội được tri thức, vừa biết được phương pháp để chiếm lĩnh trithức đó

Vật lý học ở trường THPT chủ yếu là vật lý thực nghiệm Những kiến thứcvật lý được xây dựng đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí nghiệm

Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của những kiến thức đó thì tốt nhất là cho HS tái tạo lạinhững kiến thức đó bằng phương pháp mà các nhà vật lý học đã dùng trong nghiêncứu vật lý - PPTN

Từ những năm 1970 đến nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về lýthuyết cũng như thực nghiệm về dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS.Tiêu biểu là các tác giả: Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng,Phạm Thị Phú, Nguyễn Văn Khải, Phạm Xuân Quế….(Vật lý) Tại Khoa Vật lý(ĐHSP Thái Nguyên - ĐH Thái Nguyên) cũng đã có một số công trình nghiên cứunhư:

Bồi dưỡng năng lực giải bài tập Vật lý định tính trên cơ sở vận dụng các yếu tốdạy học GQVĐ cho học sinh THPT miền núi (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Nguyễn Đức Phúc - 2003)

Tạo tình huống có vấn đề và hướng dẫn học sinh giải quyết tính huống có vấn

đề khi dạy học một số kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 (Luậnvăn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý - Vũ Hồng Quang - 2009)

Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chương động lực học chất điểm Vật

lý lớp 10 theo tiến trình dạy học PH& GQVĐ.(Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật Trần Quang Hiệu - 2013)

lý-Sử dụng PPTN trong dạy học PH& GQVĐ khi dạy học chương “Các định luậtbảo toàn” vật lý cơ bản10, theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo củahọc sinh miền núi (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý - Lục Xuân Trường - 2014)

Vận dụng phương pháp dạy học PH& GQVĐ khi dạy chương “Sóng ánhsáng”- Vật lý 12 nâng cao nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPTchuyên (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý- Nguyễn Mạnh Sĩ - 2015)

Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong dạy học chương “Khúc xạ ánhsáng”, Vật lý lớp 11 cơ bản (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý - Nguyễn Thị Thảo

- 2015)

Chương ‘‘Cân bằng và chuyển động của vật rắn’’ Vật lý 10, ban cơ bản là

một chương có nhiều kiến thức gần gũi với cuộc sống hàng ngày của học sinh, nhiềukiến thức được hình thành từ thí nghiệm Đây là những thuận lợi cho việc triển khaidạy học nhằm phát triển NLGQVĐ cho học sinh THPT Với các lý do trên, tôi chọn

đề tài “VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP 10

ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH”.

- Dạy và học Vật lý trong trường THPT

- Học sinh khối 10 của các Trường THPT Yên Dũng số 1, số 3 - H Yên Dũng

- Bắc Giang

3.2 Đối tượng nghiên cứu

- Quan điểm DH GQVĐ trong dạy học Vật lý

- Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”- Vật lý 10, cơ bản

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng hợp lý PPTN trong dạy học Vật lý THPT.thì có thể phát triểnNLGQVĐ cho học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận phát triển NLGQVĐ cho học sinh

- Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý và vận dụngPPTN để phát triển NLGQVĐ cho học sinh trong dạy học Vật lý

- Điều tra thực trạng của việc dạy học theo hướng phát triển NLGQVĐ chohọc sinh trường THPT hiện nay

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “Cân bằng và chuyển độngcủa vật rắn” - Vật lý 10 ban cơ bản THPT

- Vận dụng PPTN để thiết kế một số giáo án trong dạy học chương ‘‘Cân bằng

và chuyển động của vật rắn’’ Vật lý 10 ban cơ bản THPT nhằm phát triển NLGQVĐcho học sinh

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT Yên Dũng số 1, THPT YênDũng số 3

6 Phạm vi nghiên cứu

- Phát triển NLGQVĐ cho học sinh THPT qua việc vận dụng PPTN

7 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện những nhiệm vụ nghiên cứu trên đây, tôi sử dụng các phươngpháp nghiên cứu:

7.1 Nghiên cứu lý thuyết

7.2 Nghiên cứu thực tiễn giáo dục

- Điều tra, thăm dò ý kiến của giáo viên trực tiếp giảng dạy ở các trường THPT

về vấn đề vận dụng PPTN trong dạy học để phát triển NLGQVĐ của HS

- Phương pháp điều tra quan sát: tiến hành dự giờ, trao đổi, tham khảo ý kiếnmột số đồng nghiệp dạy giỏi Vật lý, có kinh nghiệm, tìm hiểu thực tiễn giảng dạychương ‘‘Cân bằng và chuyển động của vật rắn’’ theo hướng của đề tài

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

Thực nghiệm giảng dạy một số giáo án soạn theo hướng của đề tài nhằm đánhgiá tính khả thi và hiệu quả của đề tài

8 Đóng góp của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ hệ thống lí luận về phát triển NLGQVĐ của học sinh

- Đề xuất biện pháp vận dụng PPTN để phát triển NLGQVĐ cho HS

- Các giáo án thiết kế trong dạy học chương ‘‘Cân bằng và chuyển động

của vật rắn’’ Vật lý 10 ban cơ bản THPT nhằm phát triển NLGQVĐ cho HS có thể

dùng làm tài liệu tham khảo cho GV

9 Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn đượctrình bày trong 3 chương:

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ CHO HỌC SINH THPT

Chương 2: VÂN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP 10 CƠ BẢN THPT

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.

1.1.1 K h ái niệm về năng lực của HS

Năng lực là một vấn đề khá trừu tượng của tâm lí học Khái niệm này chođến ngày nay vẫn có nhiều cách tiếp cận và cách diễn đạt khác nhau

- Theo quan điểm của những nhà tâm lí học năng lực là tổng hợp các đặc điểm,thuộc tính tâm lí của cá nhân phù hợp với yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhấtđịnh nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao

- Theo Nguyễn Huy Tú: “ Năng lực tự nhiên là loại năng lực được nảy sinh

trên cơ sở những tư chất bẩm sinh di truyền, không cần đến tác động của giáo dục

và đào tạo Nó cho phép con người giải quyết được những yêu cầu tối thiểu, quen thuộc đặt ra cho mình trong cuộc sống” [dẫn theo 15, tr.8].

Các năng lực hình thành trên cơ sở của các tư chất tự nhiên của cá nhân mớiđóng vai trò quan trọng, năng lực của con người không phải hoàn toàn do tự nhiên

mà có, phần lớn do giáo dục, tập luyện

- Năng lực được đào tạo là những phẩm chất trong quá trình hoạt động tâm

lí tương đối ổn định và khái quát của con người, nhờ nó chúng ta giải quyết được(ở mức độ này hay mức độ khác) một hoặc một vài yêu cầu mới nào đó trongcuộc sống

- X.L.Rubinxtein cho rằng: “Năng lực là toàn bộ các thuộc tính tâm lí làm chocon người thích hợp với một hoạt động có lợi ích xã hội nhất định” [Dẫn theo 15]

- Tâm lí chia năng lực thành các dạng khác nhau như năng lực chung và nănglực chuyên môn Năng lực được chia thành ba mức độ: năng lực, tài năng và thiên tài

Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động

có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [26, tr.11] F.E.Weinert (2001) cho

rằng: “Năng lực là những kĩ năng, kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải

quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ xã hội…và khả năng

vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [28, tr.12] OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển)

(2002) đã xác định “Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và

thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” [27, tr.12].

Theo tác giả Nguyễn Thị Minh Phương (2007) [16]: Năng lực của HS đượcthể hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụhọc tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học Năng lựcnói chung luôn được xem xét trong mối quan hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệnhất định nào đó Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lựcthể hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh PT Việt Nam [16, tr.43-44] đó là:

Năng lực nhận thức đòi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư

duy (độc lập, logic, trừu tượng…), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp - khái quát hóa,phê phán - bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồikiến thức trong suốt cuộc đời

Năng lực xã hội đòi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết

trình, giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năngthích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác…

Năng lực thực hành (hoạt động thực tiễn) đòi hỏi học sinh phải có các vận

dụng tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tíchcực-chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyếtvấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì…

Năng lực cá nhân được thể hiện qua khía cạnh thể chất, đòi hỏi trước hết học

sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, cókhả năng thích ứng với môi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạngkhác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm…

Trong đề tài này, chúng tôi chấp nhận quan niệm: “Năng lực là sự kết hợp

hợp kiến thức, kĩ năng và sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực, có hiệu quả”.

Một cách cụ thể hơn, năng lực là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt

và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân…đểthực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định

Muốn mô tả năng lực cá nhân, người ta thường dùng các động từ chỉ hành độngnhư: hiểu, biết, khám phá, xây dựng, vận dụng…Muốn đánh giá năng lực cá nhânhãy xem xét chúng trong hoạt động Ví dụ: năng lực giao tiếp có được khi cá nhânbiết tổng hợp kiến thức về ngôn ngữ, kĩ năng sử dụng các công cụ ngôn ngữ (nói,viết, công nghệ thông tin) và thái độ đúng đắn với đối tượng giao tiếp

1.1.2 Khái niệm về năng lực của học sinh trung học phổ thông

Theo Nguyễn Thị Minh Phương (2007): “Năng lực cần đạt của học sinh

THPT là tổ hợp nhiều khả năng và giá trị được cá nhân thể hiện thông qua các hoạt động có kết quả ” [16, tr.12].

Trong tiếng Anh có một số từ chỉ năng lực: Ability, competency, competence,capacity, capability, attribute Trong đề tài này, chúng tôi quan niệm năng lực cần đạt

của học sinh THPT thuộc phạm trù của thuật ngữ “competency”, là tổ hợp nhiều kĩ

năng và giá trị được cá nhân thể hiện để mang lại kết quả cụ thể.

Theo đó, kĩ năng có bản chất tâm lí, nhưng có hình thức vật chất là hành vihoặc hành động Vì vậy kĩ năng mà chúng ta nhìn thấy, nghe thấy, cảm nhận đượcchính là biểu hiện đang diễn ra của năng lực

Theo cách hiểu này, kĩ năng chung là sự tổng hòa nhiều kĩ năng riêng biệt cóthể chuyển biến linh hoạt tùy theo bối cảnh Chúng được hình thành và phát triển quanhiều hoạt động tích cực (học tập, vui chơi), qua việc ứng xử hoặc xúc tiến quan hệnào đó Ví dụ, khi nói “kĩ năng giải bài tập hóa học” thì phải hiểu đó là sự tổng hòanhiều kĩ năng cụ thể như: kĩ năng sử dụng kí hiệu hóa học, kĩ năng phân tích, tổnghợp, so sánh, khái quát hóa, kĩ năng vận dụng kiến thức, kĩ năng sử dụng máy tính…

1.1.3 Các đặc điểm của năng lực

- Năng lực chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tìnhhuống nhất định

- Có hai loại năng lực: Năng lực chung (key competency) và năng lực chuyênbiệt (domain-specific competency) Năng lực chung là năng lực cần thiết để cá nhân

có thể tham gia hiệu quả vào nhiều hoạt động và các bối cảnh khác nhau của đời sống

xã hội Năng lực này cần thiết cho tất cả mọi người Năng lực chuyên biệt (ví dụ: chơipiano…) chỉ cần thiết với một số người hoặc cần thiết ở một số tình huống nhất định.Các năng lực chuyên biệt không thể thay thế được các năng lực chung

- Năng lực được hình thành và phát triển trong và ngoài nhà trường Nhàtrường được coi là môi trường chính thức giúp HS có được những năng lực cần thiếtnhưng đó không phải là nơi duy nhất Những bối cảnh không gian không chính thứcnhư: gia đình, cộng đồng, phương tiện thông tin đại chúng, tôn giáo và môi trườngvăn hóa… góp phần bổ sung và hoàn thiện năng lực cá nhân

- Năng lực và các thành phần của nó không bất biến mà có thể thay đổi từ sơđẳng, thụ động tới năng lực bậc cao mang tính tự chủ cá nhân

- Năng lực được hình thành và phát triển liên tục trong suốt cuộc đời conngười vì sự phát triển năng lực thực chất là làm thay đổi cấu trúc nhận thức và hànhđộng cá nhân chứ không đơn thuần là sự bổ sung các mảng kiến thức riêng rẽ.Do đónăng lực có thể bị yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không tích cực rèn luyện tích cực vàthường xuyên

- Các thành tố của năng lực thường đa dạng vì chúng được quyết định tùy theoyêu cầu kinh tế xã hội và đặc điểm quốc gia, dân tộc, địa phương Năng lực của HS ởquốc gia này có thể hoàn toàn khác với một HS ở quốc gia khác [16]

1.1.4 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông

Trong chương trình giáo dục phổ thông ở một số nước, việc phát triển nănglực cho học sinh THPT đã được đề cập:

thành cho học sinh như sau [15]: Năng lực chuyên môn; năng lực phương pháp; năng

lực xã hội; năng lực cá nhân

Năng lực của học sinh phổ thông do tổ chức OEDC [27] đề nghị gồm: Năng

lực GQVĐ, năng lực xã hội, năng lực linh hoạt sáng tạo, năng lực sử dụng thiết bịmột cách thông minh

yêu cầu trong chương trình giáo dục bao gồm: Năng lực đọc hiểu, năng lực làm toán,

năng lực giao tiếp, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực ứng dụng CNTT

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đi sâu nghiên cứu về sự phát

triển năng lực giải quyết vấn đề của HS.

1 0

1.1.5 Năng lực giải quyết vấn đề

1.1.5.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề [15, tr.5-10]

Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huốngvấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng Nó bao gồm sự sẵn sàng tham giavào giải quyết tình huống vấn đề đó-thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây

dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012).

GQVĐ: Hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhậnthức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân Để GQVĐ, chủ thểphải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng

cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình

thế (Theo Nguyễn Cảnh Toàn - 2012 (Xã hội học tập - học tập suốt đời)).

Có thể đề xuất định nghĩa như sau: “Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá

nhân “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… hiểu và giải quyết vấn đề trong tình huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực”.

1.1.5.2 Cấu trúc và mức độ của năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực GQVĐ được thể hiện ở 4 thành tố Mỗi thành tố được thể hiện ở

nhiều tiêu chí và được xác định ở 3 mức độ (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Mức độ của năng lực giải quyết vấn đề

Thành tố năng

lực GQVĐ

cụ thể

- Phát hiện tìnhhuống có vấnđề

- Phát biểu tìnhhuống có vấnđề

- Phân tích đượcđầy đủ tình huống cụ thể

- Biết tự phát hiện ra vấn đề

- Phát biểu được vấn đề

- Phát biểuVĐ

đủ

- Chưa phân tíchtình huống cụ thể

- Không phát hiện

ra vấn đề

- Không phát đượcbiểu vấn đề

Thành tố năng

lực GQVĐ

- Tìm ra cáckiến thức vật lý

và kiến thứcliên môn liênquan đến vấnđề

- Xác địnhđược

tin

- Biết tìm hiểu cácthông tin có liênquan đến vấn đềnhưng ở mức kinhnghiệm bản thân

- Xác định được

tin

- Biết tìm hiểucác thông tin cóliên quan đếnvấn đề ở SGK vàtrao đổi thảo luậnvới bạn

- Xác định được

tin

- Biết tìm hiểu cácthông tin có liênquan đến vấn đề ởSGK, tài liệu tham

- Thực hiện được kế hoạch GQVĐ

- Đề xuấtđược

giả thuyết nhưngdiễn đạt không rõ

- Lập được kếhoạch để GQVĐnhưng không đầyđủ

- Thực hiện được

kế hoạch GQVĐnhưng không đầyđủ

- Không thực hiệnđược kế hoạchGQVĐ hợp lý

Đánh giá và

phản ánh

giải pháp

- Thực hiệnvà

đánh giá giảipháp GQVĐ

- Suy ngẫm vềcách thức và

GQVĐ

- Điều chỉnh vàvận dụng trongtình huống mới

-Thực hiệnkế

hoạch độc lập,sáng tạo hoặc hợp

lý Thực hiện giảipháp GQVĐ

-Nhận ra sự phùhợp hay không phùhợp của giải pháp

-Vận dụng đượctrong tình huốngmới

giải

nhưng chưa đánhgiá được giảipháp

- Chưa vận đượctrong tình huốngmới

- Chưa thực hiệngiải pháp GQVĐ

10

1.1.5.3 Đổi mới PPDH nhằm chú trọng phát triển năng lực của HS trong dạy học

Thực chất của DH theo định hướng phát triển năng lực là dạy học theo hướngtích cực (dạy học tích cực) chính là phát huy được tính tích cực nhận thức của họcsinh Nói cách khác là “dạy học lấy hoạt động của người học làm trung tâm” Trongdạy và học tích cực, dưới sự thiết kế, tổ chức, định hướng của giáo viên, người họcđược tham gia vào quá trình hoạt động học tập từ khâu phát hiện vấn đề, tìm giảipháp cho vấn đề đặt ra, thực hiện các giải pháp và rút ra kết luận Quá trình đó giúpngười học lĩnh hội nội dung học tập đồng thời phát triển năng lực sáng tạo

Đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực có nghĩa là hoạt độnghọc tập phải được thực hiện trên cơ sở kết hợp giữa hoạt động cá nhân và hoạt độnghợp tác, trong mối quan hệ tương tác giữa thầy trò, trò-trò trong môi trường học tậpthân thiện, an toàn Trong dạy học tích cực, học sinh là chủ thể hoạt động, giáo viênđóng vai trò người tổ chức hướng dẫn, đòi hỏi giáo viên phải co kiến thức sâu, rộng,

có kĩ năng sư phạm, đặc biệt phải có tình cảm nghề nghiệp thì việc đổi mới phươngpháp dạy học theo hướng tính tích cực mới đạt hiệu quả Hoạt động của GV và HS

trong dạy học tích cực được thể hiện ở sơ đồ sau [22, tr.19] (Sơ đồ 1.1)

luận, kiểm tra

Tự kiểm tra, tự điều

chỉnh

Sơ đồ 1.1 Hoạt động của GV và HS trong dạy học tích cực

Để phát triển năng lực của HS đặc biệt là NLGQVĐ Trong đề tài chúng tôi

sử dụng phương pháp dạy học tích cực đó là PPTN

Trong những năm gần đây, đổi mới PPDH là nhiệm vụ quan trọng hàng đầucủa ngành giáo dục và là một trong những biện pháp để nâng cao chất lượng giáo dụcViệt Nam hiện nay Môn vật lí là bộ môn khoa học thực nghiệm ở trường phổ thông.Phương pháp nhận thức khoa học của vật lí là phương pháp thực nghiệm vì vậy đưaphương pháp thực nghiệm là phương pháp không thể thiếu quá trình giảng dạy vật lí

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật lí

1.2.1 Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học [14], [20]

Thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học, mục đíchcủa nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đi vào từng lĩnhvực cụ thể Trong xã hội chiếm hữu nô lệ, lao động chân tay bị coi khinh vì đó là laođộng của tầng lớp nô lệ, coi trọng hoạt động tinh tế của trí óc Do đó nhiều nhà hiềntriết cho rằng có thể dùng sự suy lý, sự tranh luận để tìm ra chân lý mà không coitrọng thí nghiệm Trong cuốn “vật lí học”, Aristote (384 - 322 TCN), một đại diệntiêu biểu cho nền khoa học cổ đại cũng không dùng thí nghiệm mà đi đến kết luậnbằng cách lập luận

Sang thời trung đại tư tưởng của Aristote trở thành những giáo điều bất khảxâm phạm Giáo hội Gia Tô có một địa vị tối cao trong đời sống xã hội và coi “khoahọc là đầy tớ của giáo lí” Tuy vậy trong thời này cũng có những người muốn tìmnhững con đường mới hơn để đi đến nhận thức khoa học như Roger Bacon (1214 -1294) cho rằng khoa học không chỉ có nhiệm vụ bình giải lời lẽ của những kẻ có uytín, khoa học phải được xây dựng trên cơ sở những lập luận chặt chẽ và các thínghiệm chính xác Vì vậy ông bị giáo hội lên án và bị cầm tù hơn 20 năm

Đến thế kỉ XVII, Galile (1564 - 1642) đã xây dựng cơ sở của một nền vật líhọc mới (vật lí học thực nghiệm) thay thế cho vật lí học của Aristote bằng hàng loạtnhững nghiên cứu về thiên văn học, cơ học, âm học, quang học…

Galile cho rằng muốn hiểu biết thiên nhiên cần phải trực tiếp quan sát thiênnhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” chứ không phải hỏi Aristote hoặc

kinh thánh Trước một hiện tượng cần tìm hiểu, Galile bắt đầu bằng quan sát để xácđịnh rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra một cách giải thích lý thuyết có tính chất dựđoán Từ lý thuyết đó, ông rút ra kết luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm Sau

đó ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thínghiệm tốt nhất để có thể đạt kết quả chính xác tin cậy được Cuối cùng ông đối chiếukết qua thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu

Phương pháp của Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhậnthức luận, tổng quát hóa về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và phát hiện rabản chất của sự vật hiện tượng Về sau, các nha khoa học khác đã kế thừa phươngpháp đó và xây dựng cho hoàn chỉnh hơn Những thành tựu ban đầu của vật lí họcthực nghiệm đã khiến cho thế kỉ XVII trở thành thế kỉ của cuộc cách mạng khoa họcthắng lợi với các đại diện tiêu biểu như : Torricelli (1608 - 1662), Pascal (1623 -1662), Boyle (1627 - 1691)…

Như vậy, phương pháp thực nghiệm với tư cách là một trong những phươngpháp nhận thức khoa học và không những thành công trong sự phát triển của vật líhọc cổ điển mà vẫn còn có ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình nghiên cứu vật

lí học hiện đại

1.2.2 Nội dung của phương pháp thực nghiệm.

Galile được coi là ông tổ của vật lí thực nghiệm, người sáng lập ra vật lí thựcnghiệm và các nhà khoa học sau này đã kế thừa và hoàn chỉnh hơn Spaski đã nêu lênthực chất của phương pháp thực nghiệm của Galile như sau: Xuất phát từ quan sát vàthực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đoán) Giả thuyết đó khôngchỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm Nó chứa đựng mộtcái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể Bằng phép suy luận logic

và bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả,tiên đoán một số các sự kiện mới trước đó chưa biết đến Những hệ quả và sự kiệnmới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thànhcông, nó khẳng định giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật chính xác [21, tr.108]

Ở nước ta cũng đã có rất nhiều bài viết khác nhau về phương pháp thựcnghiệm Theo tác giả Phạm Hữu Tòng: “Nếu nhà khoa học dựa trên việc thiết kế

(nghĩ ra) phương án thí nghiệm khả thi và tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vậtthể, thiết bị dụng cụ, quan sát, đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời chovấn đề đặt ra (nó là một nhận định về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên línào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc xác minh một giả thuyết, một phỏngđoán khoa học nào đó) thì phương pháp nhận thức trong trường hợp này được gọi làphương pháp thực nghiệm” [25, tr.125].

Còn theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng thì phân biệtphương pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp “Theo nghĩa rộng, phươngpháp thực nghiệm có thể bao gồm từ những ý tưởng ban đầu của các nhà khoa họccho đến kết luận cuối cùng Theo nghĩa hẹp, phương pháp thực nghiệm có thể hiểunhư sau: từ lý thuyết đã biết suy ra hệ quả và dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ quả Cácnhà thực nghiệm không nhất thiết tự mình xây dựng giả thuyết mà giả thuyết đó đã cóngười khác đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra được Nhiệm vụ của nhà vật lí thực nghiệmlúc này là từ giả thuyết đã có suy ra hệ quả có thể kiểm tra được và tìm cách bố trí thínghiệm khéo léo, tinh vi để qua sát được hiện tượng do lý thuyết dự đoán và thựchiện các phép đo chính xác” [21, tr.111] PPTN có thể hiểu theo nghĩa rộng hoặcnghĩa hẹp tùy theo quan điểm của mỗi người xem xét, gắn với lịch sử của vật lí học,cũng như tùy theo mục đích cụ thể của người vận dụng nó trong dạy học ở các bậchọc khác nhau Nhưng mặc dù phát biểu theo cách nào thì các bước cơ bản củaphương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học cũng bao gồm:

- Vấn đề cần giải đáp hoặc giả thuyết cần kiểm tra

- Từ vấn đề xây dựng một giả thuyết và từ giả thuyết rút ra hệ quả có thể kiểmtra được bằng thí nghiệm

- Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tin cầnthiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết

- Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả (quan sát, đo…)

- Phân tích kết quả và kết luận

1.2.3 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.2.3.1 Phương pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học [1], [9]

Học là nhận thức, là tìm tòi sáng tạo, vì thế phương pháp nhận thức khoa học

là hạt nhân của phương pháp dạy học Do đó, phương pháp thực nghiệm trong dạy

học có những đặc điểm riêng làm cho việc sử dụng nó trong dạy học vật lí trở thành một giải pháp tổng hợp nhằm thực hiện có hiệu quả mục tiêu dạy học.

+ PPTN giúp học sinh hình thành và hoàn thiện những phẩm chất tâm lí là nềntảng cho hoạt động sáng tạo Phương pháp thực nghiệm dạy cho học sinh tìm tòi sángtạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà các nhà khoa học đã trảiqua, nó làm cho học sinh quen dần với cách suy nghĩ, làm việc theo kiểu vật lí Trongquá trình giải quyết những vấn đề đó, học sinh sẽ bộc lộ những nét đặc trưng của hoạtđộng sáng tạo và đồng thời hình thành, hoàn thiện ở bản thân những phẩm chất tâm lí

là nền tảng cho hoạt động sáng tạo

+ PPTN cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn Thực tiễn được nói trongphương pháp thực nghiệm là các hiện tượng, các quá trình vật lí được mô tả, được táihiện qua các thí nghiệm do giáo viên hay chính học sinh tự làm Việc học sinh trựctiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp các hiện tượng, làmviệc với các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khó khăn trong thựcnghiệm tạo điều kiện cho các em nâng cao được năng lực thực hành, gần gũi hơn vớiđời sống và kỹ thuật, khái quát hóa các kết quả thực nghiệm, rút ra những kết luận cótính chất lý thuyết (như tính chất của sự vật, hiện tượng, quy luật diễn biến, quanhệ…) Hoạt động nhận thức theo phương pháp thực nghiệm làm cho học sinh thấyđược sự gắn bó mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn

+ Việc áp dụng PPTN cho phép và rèn luyện cho học sinh nhiều năng lực

Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức của học sinh, cho phép hìnhthành kiến thức sâu sắc và bền vững, tăng cường hứng thú đối với môn học Nó thôithúc trong học sinh một nhu cầu về hoạt động sáng tạo, bồi dưỡng cho các em cá tínhsáng tạo

Tuy nhiên, do thời gian của tiết học chỉ có 45 phút, thành phần học sinh củalớp học không cùng trình độ, có nguy cơ của một bộ phận học sinh đứng ngoài nhữnghoạt động, vì các em không đủ khả năng giải quyết các yêu cầu Ngoài ra, phươngpháp thực nghiệm không phải lúc nào cũng áp dụng được cho tất cả các kiểu bài họcvật lí Do đó trong dạy học cần có sự lựa chọn và phối hợp chặt chẽ PPTN với cácphương pháp day hoc tich cưc khác một cách hợp lí

1.2.3.2 Quan hệ giữa PPTN với việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS

+ PPTN và dạy học phát triển năng lực GQVĐ có nhiều yếu tố tương đồng.Trong tiến trình dạy học Vật lý phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS ở trườngTHPT, thí nghiệm được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau trong tiến trình GQVĐ Ởgiai đoạn đặt vấn đề, việc sử dụng một thí nghiệm đơn giản để đặt vấn đề khôngnhững giúp HS nhanh chóng nhận thức được vấn đề, những quy luật ẩn chứa bêntrong đồng thời còn tạo hứng thú học tập cho HS Trong giai đoạn 3, vai trò của thínghiệm vật lí đóng vai trò then chốt trong việc GQVĐ, hình thành kiến thức mới Thínghiệm giúp HS nắm được phương pháp luận của quá trình nhận thức “thực tiễn làchân lí cuối cùng của nhận thức” Thí nghiệm còn được sử dụng trong bước vận dụngkiến thức của dạy học phát triển năng lực GQVĐ

Ví dụ: Khi dạy bài: Cân bằng vật rắn có trục quay cố định Moomen lực.

Thí nghiệm mở đầu: Cho HS lên kéo, đẩy cánh cửa ở các vị trí gần hoặc xatrục bản lề HS sẽ thấy nặng, nhẹ khác nhau Nguyên nhân vì sao?

Thí nghiệm củng cố: Cánh cửa có thể đứng yên (cân bằng) nếu hai HS tácdụng những có độ lớn khác nhau nhưng ở các vị trí khác nhau Nguyên nhân vì sao?

Các giai đoạn của PPTN yêu cầu thực hiện các cách thức thực hoạt động nhậnthức khác nhau như nhận ra vấn đề cần giải quyết, đưa ra dự đoán, tìm các cách đểgiải quyết vấn đề, hình thành kiến thức mới Do đó việc áp dụng PPTN trong dạy họcvật lý đảm bảo trang bị và rèn luyện cho học sinh những tri thức, kỹ năng và phươngpháp hoạt động sáng tạo, nó cũng góp phần hình thành hứng thú, nhu cầu học tập vàsáng tạo, cơ sở tâm lý của việc phát triển năng lực GQVĐ của học sinh

PPTN là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề, có thể áp dụng để giải quyếtnhững vấn đề sát với thực tiễn, ở mọi trình độ, không đòi hỏi vốn kiến thức quánhiều Đối với yêu cầu dạy học xuất phát từ vốn kinh nghiệm của bản thân, phươngpháp thực nghiệm lại càng phù hợp hơn

1.2.3.3 Vận dụng PPTN trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh

Để bồi dưỡng cho học sinh năng lực GQVĐ cần tổ chức cho học sinh hoạtđộng nhận thức theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm của quá trình nhậnthức khoa học Giáo viên phỏng theo PPTN của các nhà khoa học, tổ chức cho họcsinh hoạt động theo các giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề.

Giáo viên tổ chức các tình huống học tập có vấn đề như: mô tả một hoàn cảnhthực tiễn, biểu diễn một vài thí nghiệm… trong đó có các mối liên hệ đáng chú ý, cácbiểu hiện bản chất hay những quy luật phổ biến mà học sinh chưa ý thức được và yêucầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng hoặc xác lập mối liên hệ nào đó Tómlại là nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòimới trả lời được Từ đó, kích thích hứng thú học tập của học sinh [21]

 Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán

Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu trả lời dự đoán banđầu dựa vào sự quan sát, vào kinh nghiệm của bản thân, vào những kiến thức đã có…(ta gọi là xây dựng giả thuyết) Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lýnhưng chưa chắc chắn Người giáo viên phải hướng dẫn các em biết dự đoán có căn

cứ, giúp học sinh lập luận, loại trừ các dự đoán chưa có căn cứ vững chắc, chọn lựu

và xây dựng dự đoán hợp lí hơn cả [21]

 Giai đoạn 3: Từ dự đoán suy luận rút ra hệ quả logic có thể kiểm tra được.Giả thuyết được nêu dưới dạng một phán đoán: đó là một nhận định có thểmang tính bản chất khái quát Tính đúng đắn của giả thuyết cần phải được kiểm tra.Việc kiểm tra trực tiếp một nhận định khái quát thường không thể mà thay vào đó làkiểm tra hệ quả của nó Hệ quả logic được suy luận từ giả thuyết trong phương phápthực nghiệm phải thỏa mãn 2 điều:

+ Tuân theo quy tắc logic hoặc toán học

+ Có thể kiểm tra bằng thí nghiệm vật lí

Các phép suy luận logic và toán học phải dẫn đến kết luận có dạng:

+ Biểu thức toán học biểu diễn sự phụ thuộc của các đại lượng vật lí mà nhữngđại lượng này phải đo được trực tiếp (ví dụ: nhiệt độ, thể tích…)

+ Một khẳng định tồn tại hay không tồn tại một hiện tư ợng nào đó có thểquan sát được trực tiếp hoặc quan sát gián tiếp qua sự biến đổi của một đại lượngvật lí nào đó

Việc suy ra hệ quả logic có thể gồm một số trong các thao tác sau: phân tích,

so sánh đối chiếu, suy luận suy diễn, cụ thể hóa

 Giai đoạn 4: Đề xuất và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoán.Giải quyết vấn đề bằng thí nghiệm là biện pháp đặc trưng trong dạy học vật lý.Giai đoạn này bao gồm các bước sau:

a Đề xuất phương án thí nghiệm

Ở bước này, người giáo viên phải làm sao cho học sinh có thể tự do đề xuấtcác ý tưởng của mình

 Nêu muc đich tiến hanh thi nghiêm

 Vach kê hoach tiến hanh thí nghiêm

 Săp đăt bô trí, giơi thiệu dung cu

 Kiêm tra lai sư chuân bi va va điêu kiên theo doi, tiến hành thí nghiệm cuahoc sinh

b Tiến hành thí nghiệm

Cần tổ chức cho học sinh tự lực tiến hành các bước, các thao tác thí nghiệm,thu thập và xử lý thông tin, rút ra kết quả Ở thao tác này, các kỹ năng thực hành như:tính toán, lấy sai số, đánh giá độ chính xác của phép đo, vẽ đồ thị… được rèn luyện[13] Các bước tiến hành thí nghiệm”

 Giai đoạn 5: Rút ra kết luận (Hợp thức hóa kết quả nghiên cứu)

Nội dung của giai đoạn này bao gồm:

- Tổ chức cho học sinh hoặc nhóm học sinh báo cáo kết quả nghiên cứu củamình trước lớp

- Tổ chức cho học sinh (các nhóm học sinh) trao đổi, tranh luận, đánh giá kếtquả nghiên cứu của bạn, thí nghiệm có kiểm tra được đúng điều dự đoán không, cần

bổ sung điều chỉnh thế nào

- Giúp học sinh chuẩn xác hóa các kết luận, rút ra kiến thức Nếu kết quả thínghiệm khẳng định hệ quả logic tức là khẳng định tính chân thực của dự đoán (giảthuyết) Nếu kết quả thí nghiệm phủ định hệ quả logic thì phải kiểm tra lại thí nghiệm(bố trí đã hợp lý chưa, tiến hành có gì sai…) hoặc quá trình suy ra hệ quả logic có sailầm gì hoặc là phải xem lại chính bản thân dự đoán (giả thuyết) để điều chỉnh, thậmchí phải thay đổi bằng dự đoán khác cho đến khi có sự phù hợp của kết quả thínghiệm với hệ quả mới thì lúc đó dự đoán (giả thuyết) nêu ra mới thành chân lý khoahọc (định luật, thuyết, định lý…) [13]

 Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thưc mới.

Học sinh vận dụng kiến thức mới để giải thích hay dự đoán một số hiện tượngtrong thực tiễn, nghiên cứu các thiết bị kĩ thuật trong đời sống, sản xuất, tiến hànhmột số TN minh họa ứng dụng kiến thức mới trong các thiết bị kĩ thuật trong đờisống, sản xuất Thông qua đó, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụngcủa kiến thức và xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết [21]

Như vậy khi tổ chức cho HS thực hiện các giai đoạn của PPTN như nêu trên,

HS đã được thực hiện tất cả các bước của việc GQVĐ theo con đường thực nghiệm

Vì năng lực của HS được phát triển và thể hiện trong hoạt động nhận thức, nên chínhtrong quá trình này năng lực GQVĐ của HS được hình thành và phát triển

1.3 Thực trạng của việc sử dụng PPTN trong dạy học Vậtl ý ở trường phổ thông

1.3.1 Thực trạng sử dụng PPTN ở trường phổ thông và việc phát triển năng lực GQVĐ của HS

Nhiều người đồng nhất PPTN với thí nghiệm vật lý, coi PPTN chỉ đơn thuần làlàm thí nghiệm, quan sát, rút ra kết luận Thực tế trong nhà trường phổ thông học sinhchưa được rèn luyện việc vận dụng PPTN trong nghiên cứu và vận dụng kiến thứcmới

Các thí nghiệm vật lý được sử dụng trên lớp mới như là công cụ để minh họacho các kiến thức có sẵn hơn là công cụ để tìm hiểu hoặc khẳng định những kiến thứcđược rút ra từ lý thuyết

Thực tế giảng dạy cho thấy đa số các GV phổ thông còn bỡ ngỡ và lúng túngtrong việc tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức, không biết vận dụng PPTN nhưthế nào để đạt được mục tiêu của chương trình

Nhiều trường phổ thông chưa có phòng thí nghiệm riêng, đa phần GV khônglàm thí nghiệm mà chỉ trình bày bằng miệng hoặc vẽ trên bảng

1.3.1.1 Thực trạng về điều kiện và phương pháp dạy học của giáo viên

Phương pháp dạy học chủ yếu là truyền thụ mang tính một chiều, thông qualời nói của mình giáo viên giảng giải, thông báo kiến thức, ít sử dụng TN Giáo viênchưa dạy học theo hướng thực sự phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của họcsinh, chưa đưa người học vào hoạt động giải quyết vấn đề Việc dạy học phát triểnnăng lực giải quyết vấn đề của học sinh còn rất mờ nhạt

Một số giáo viên đã co sư cố gắng tích cực hoá hoạt động của học sinh như:

- Đặt ra các câu hỏi để học sinh tìm cách giải quyết nhưng các câu hỏi hoặcrộng quá hoặc vụn vặt, giản đơn nên không có nhiều tác dụng trong việc kích thíchngười học

- Giáo viên yêu cầu học sinh nghiên cứu trước tài liệu, buổi sau lên trình bàylại nội dung

- Giáo viên chưa dạy học theo hướng thực sự phát huy tính tích cưc vào hoạtđộng GQVĐ Việc dạy học phát triển NL GQVĐ của học sinh còn rất mờ nhạt

1.3.1.2 Thực trạng về thái độ và chất lượng học tập của họcsinh

Nhiều học sinh rất thụ động, chưa tích cực, tự lực trong quá trình học tập Các

em thường lười hoạt động, chủ yếu ngồi nghe giảng, chờ giáo viên đọc, ghi bảng đểchép Ít học sinh đọc trước tài liệu trước khi lên lớp

Rất ít học sinh thể hiện được tư duy phê phán khi nghiên cứu các vấn đề củabài học Các em ít đặt ra các câu hỏi, trao đổi với giáo viên, dễ dàng chấp nhận cáckiến thức mà giáo viên trình bày

Khả năng phát hiện và GQVĐ của học sinh cũng hạn chế, các em không cóthói quen đặt câu hỏi dạng tại sao? Làm thế nào? Còn cách nào khác? Trước các vấn

đề bài học và cũng không tự đưa ra các dự đoán, giả thiết cho vấn đề tự đặt ra

Học sinh còn rất lúng túng khi trình bày một vấn đề khoa học nào đó trước tậpthể, việc sử dụng các từ ngữ khoa học đôi khi còn chưa chính xác, chưa có kỹ nănglàm việc theo nhóm, theo tập thể

1.3.2 Nguyên nhân và những tồn tại

Có nhiều nguyên nhân nhưng ở đây chỉ đề cập đến những nguyên nhân về phíanhững người nghiên cứu và trực tiếp dạy học vật lý đó là:

GV chưa khắc phục được thói quen của kiểu dạy và học cũ

Giáo viên chưa được khuyến khích và tạo điều kiện để vận dụng các PPDHtích cực, đặc biệt là DH phát triển NLGQVĐ và sử dụng thí nghiệm

HS chưa được làm quen với phương pháp nhận thức khoa học, PPDH pháttriển NLGQVĐ và PPTN

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chúng tôi đặc biệt quan tâm đến những vấn đề về sự phát triển năng lựcGQVĐ của HS, PPTN trong dạy học và vấn đề tổ chức hoạt động của HS trong dạyhọc vật lí

Phát triển NLGQVĐ là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó,phụ thuộc vào cái đã có Các đặc trưng cơ bản của NLGQVĐ là phải có sự tự lựcchuyển các tri thức và kĩ năng sang một tình huống mới, nhìn thấy vấn đề mới trongnhững điều kiện quen biết đúng quy cách, nhìn thấy chức năng mới của đối tượngquen biết, nhìn thấy cấu trúc của đối tượng nghiên cứu, nhìn thấy nhiều lời giải chomột bài toán, biết phối hợp các phương thức giải quyết vấn đề đã biến thành mộtphương thức mới, một phương thức giải độc đáo khi đã biết các phương thức giải mới

Năng lực GQVĐ chính là khả năng thực hiện được những điều sáng tạo Đó làbiết làm thành thạo và luôn luôn đổi mới, có những nét độc đáo riêng phù hợp vớithực tế Phát triển NLGQVĐ có mối liên hệ chặt chẽ với các thành phần khác củanăng lực trí tuệ như, tính tự giác, tích cực, tính tự lực, vơi tri thức

Trong dạy học vật lý, để hướng phát huy NLGQVĐ cho học sinh, GV cầnvận dụng chu trình sáng tạo của nhận thức vật lí v a DH phát triển NLGQVĐ khivận dụng PPTN

Việc thiết kế tiến trình dạy học một kiến thức có hiệu quả bằng thí nghiệmphải thực hiện một cách khoa học theo các bước sau:

- Để phát triển NL GQVĐ của HS cần phải vận dụng hợp lí các bước củaPPTN, đặc biệt là tổ chức các tình huống học tập bằng các TN đơn giản và GQVĐbằng TN

Tất cả những điều trên sẽ được chúng tôi vận dụng để xây dựng tiến trình dạy

học một số kiến thức thuộc chương: “Cân bằng và chuyển động của Vật rắn” Vật lý

10 ở chương 2 của luận văn

Chương 2 VÂN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ CHO HỌC SINH THPT KHI DẠY HỌC CHƯƠNG

‘‘CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÝ LỚP 10 2.1 Vị trí chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

Trên cơ sở các lý thuyết của việc vân dụng PPTN trong dạy học vật lý, tôi xintrình bày một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theođịnh hướng phát triển NLGQVĐ của HS:

2.1.1 Mục tiêu của chương

Kiến thức Vật lí trong phần Cơ học, Vật lí 10 được phân thành 7 chương, trong

đó chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” thuộc chương 3 và gồm 9 tiết

Bảng 2.1: Phân phối chương trình kiến thức

2.1.1.1 Mục tiêu theo chuẩn kiến thức- kỹ năng: (Bảng 2.2)

Bảng 2.1 Vị trí và mục tiêu của chương: Cân bằng và chuyển động của vật rắn

Mục tiêu kiến thức Mục tiêu kỹ năng

- Phát biểu được điều kiện cân bằng

của một vật rắn chịu tác dụng của hai

hoặc ba lực không song song

- Nêu được trọng tâm của một vật là gì

- Phát biểu được định nghĩa, viết được

công thức tính momen của lực và nêu

được đơn vị đo momen của lực

-Phát biểu được điều kiện cân bằng

của một vật rắn có trục quay cố định

-Phát biểu được quy tắc xác định hợp lực

của hai lực song song cùng chiều

-Nhận biết được các dạng cân bằng

bền, cân bằng không bền, cân bằng

phiếm định của vật rắn

-Nêu được điều kiện cân bằng của một

vật có mặt chân đế

-Nêu được đặc điểm để nhận biết

chuyển động tịnh tiến của một vật rắn

-Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và

nêu được tác dụng của ngẫu lực

- Vận dụng được điều kiện cân bằng

và quy tắc tổng hợp lực để giải cácbài tập đối với trường hợp vật chịutác dụng của các lực đồng quy

- Xác định được trọng tâm của các vậtphẳng, đồng chất bằng PPTN

-Vận dụng quy tắc momen lực để giảiđược các bài toán về điều kiện cânbằng của vật rắn có trục quay cốđịnh khi chịu tác dụng của hai lực

- Vận dụng qui tắc hợp lực của hai lựcsong song cùng chiều giải một sốbài tập đơn giản

- Biết cách nhận biết và lấy được ví

dụ về các dạng cân bằng của mộtvật có một điểm tựa hoặc một trụcquay cố định trong trường trọng lực.-Viết được công thức tính momenngẫu lực

2.1.1.2 Mục tiêu bổ sung theo định hướng nghiên cứu: Phát triển NLGQVĐ cho HS thông qua

- Hình thành và phát triển tư duy cho HS.

- Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học và bồi dưỡng kỹ năng trong các mặt

+ Nêu dự đoán khoa học

+ Nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán khoa học.

+ Lắp ráp và tiến hành thí nghiệm

+ Xử lí số liệu

+ Vận dụng lý thuyết vào thực tiễn

2.1.2 Nội dung cơ bản của chương: “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

a Nội dung học

* Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực khôngsong song

- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

* Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

- Khái niệm momen lực

- Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định

* Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

* Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

- Các dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiếm định

- Cân bằng của một vật có mặt chân đế: khái niệm mặt chân đế, điều kiện cânbằng của vật có mặt chân đế, mức vững vàng của cân bằng

* Chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

- Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn: định nghĩa, gia tốc của chuyển độngtịnh tiến

- Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định: đặc điểm củachuyển động quay, tốc độ góc, tác dụng của momen lực đối với một vật quayquanh một trục, mức quán tính trong chuyển động quay

* Ngẫu lực

- Định nghĩa ngẫu lực, tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn

b Cấu trúc chương

VẬT RẮN

VẬT RẮN CÂN BẰNG VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG

Quay Tịnh tiến

F1  F2 

0

Cân bằng của vật có trục quay cố định

Cân bằng

Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Cân bằng phiếm

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương: Cân bằng và chuyển động của vật rắn

2.1.3 Những thuận lợi và khó khăn khi dạy học

- Thuận lợi: chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ

bản có khối lượng thức không nhiều và hầu hết các kiến thức này HS thường gặptrong thực tế, tuy nhiên chưa biết giải thích một cách tường minh Nội dung củachương gồm hai phần chính: cân bằng của vật rắn và chuyển động của vật rắn

Các dụng cụ thí nghiệm của chương đa dạng, dễ làm và gần gũi với đời sống.Việc sử dụng PPTN thông qua các thiết bị thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề

và giải quyết vấn đề không những giúp HS tiếp cận tri thức mà còn từng bước tậpdượt, bồi dưỡng cho HS năng lực nhận biết vấn đề, cách đặt vấn đề và giải quyếtvấn đề thực tiễn

- Khó khăn: hầu hết các kiến thức đều dùng thực nghiệm để kiểm tra, nên gặp

khó khăn trong việc phân bố thời gian

2.2 Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

sử dụng PPTN nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS

2.2.1 Xây dựng chuỗi vấn đề nhận thức/ bộ câu hỏi nhận thức có vấn đề

Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

- Các đặc điểm của một vectơ lực?

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực? Viết biểuthức điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?

- Nêu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy?

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song?Viết biểu thức điều kiện cân bằng đối với một vật chịu tác dụng của ba lực khôngsong song?

Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

- Momen lực đối với trục quay là gì? Cách xác định cánh tay đòn của lực?

- Quy tắc momen lực?

- Đối với vật có trục quay tạm thời thì quy tắc momen được áp dụng như thế nào?

Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

- Trình bày quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều?

- Nêu những đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng?